Develop a methodology for mapping and characterization of salt-affected soils in coastal and inland plains of Gujarat state (India) using remote sensing, field, and laboratory soil studies

La terre sous nos pieds est rarement de la simple poussière ; c'est une archive vivante d'eau, de roche et de climat. Lorsque l'eau s'évapore du sol, elle laisse derrière elle des minéraux dissous, tout comme les cristaux de sel qui se forment sur une flaque qui sèche. Dans de nombreuses parties du monde, ce processus naturel est accélé par un manque de pluie ou par la remontée d'eaux souterraines salées, transformant un sol fertile en une croûte blanche et stérile qui refuse de nourrir les cultures. Cette condition, connue sous le nom de salinité des sols, est une crise silencieuse pour l'agriculture. Elle ne se contente pas de réduire les rendements ; elle peut rendre des paysages entiers inutilisables pour l'agriculture, menaçant la sécurité alimentaire et les moyens de subsistance de millions de personnes. Comprendre où ce sel se cache, quelle est sa profondeur et quel type de sels sont présents est la première étape pour résoudre le problème. Sans une carte claire du problème, les efforts de réhabilitation des terres ne sont souvent que des conjectures aveugles.

Dans l'État occidental du Gujarat, en Inde, une vaste étendue de terre est confrontée à ce défi exact. La région est une mosaïque de déserts arides, de plaines fluviales fertiles et d'un long littoral vulnérable où la mer rencontre la terre. Ici, les sols affectés par le sel ne sont pas un phénomène nouveau, mais leur étendue et leur comportement ont été difficiles à cerner. Les estimations précédentes variaient considérablement, allant de quelques centaines de milliers d'hectares à plus d'un million, selon la méthode utilisée. Certaines cartes avaient été dessinées il y a des décennies avec une technologie limitée, tandis que d'autres reposaient sur des relevés globaux qui manquaient de détails précis. Pour avancer, les chercheurs avaient besoin d'une image plus claire. Ils nécessitaient une méthode capable de voir le sel depuis l'espace, de le vérifier sur le terrain et de mesurer sa composition chimique en laboratoire, tout en distinguant les différents types de problèmes de sel qui requièrent des solutions différentes.

Arup Kumar Mandal et son équipe du Central Soil Salinity Research Institute se sont donné pour mission de créer cette carte définitive pour le Gujarat. Ils ont combiné trois outils puissants : l'imagerie satellite, les relevés de terrain et l'analyse en laboratoire. Au lieu de s'appuyer sur d'anciennes cartes, ils ont utilisé des images haute résolution de satellites indiens prises entre 2014 et 2018. Ces images agissaient comme un appareil photo géant, capturant l'État depuis le ciel. Les chercheurs ont recherché des indices visuels spécifiques : des taches blanches brillantes indiquant des bassins de sel où le sel commercial est récolté, des croûtes grisâtres sur la surface de champs stériles, et le bleu distinct des zones gorgées d'eau où le sel s'est accumulé. Ils ont également observé l'absence de végétation verte, ce qui signale souvent que le sol est trop salé pour que les plantes puissent y pousser. En analysant ces images à travers différentes saisons, ils ont pu distinguer les zones qui étaient simplement sèches de celles qui étaient véritablement affectées par le sel.

Cependant, une image depuis l'espace n'est qu'un indice. Pour transformer ces indices en faits, l'équipe est allée sur le terrain. Ils ont visité 1 573 sites spécifiques dans quinze districts, des déserts sableux et secs du nord aux zones de marais de la côte sud. À chaque site, ils ont utilisé des systèmes de positionnement global pour marquer l'emplacement exact et ont creusé la terre pour prélever des échantillons de sol. Ils ne se sont pas contentés d'examiner la couche superficielle ; ils ont examiné le sol jusqu'à une profondeur de 150 centimètres dans neuf emplacements représentatifs pour comprendre comment le sel circule dans le sol. De retour au laboratoire, ils ont testé ces échantillons pour leurs propriétés chimiques. Ils ont mesuré la salinité du sol, son alcalinité, et quels ions spécifiques — tels que le sodium, le calcium, le magnésium et le chlorure — étaient présents. Cette empreinte chimique détaillée leur a permis de classer le sol non pas seulement comme « salé », mais comme salin, sodique ou un mélange complexe des deux, ce qui est crucial car chaque type nécessite un traitement différent.

Les résultats ont révélé un paysage bien plus complexe et étendu qu'on ne le pensait auparavant. L'équipe a découvert que les sols affectés par le sel couvrent environ 6,6 millions d'hectares dans le Gujarat, un chiffre nettement supérieur aux anciennes estimations. La distribution de ce sel n'est pas aléatoire ; elle suit la terre et l'eau. Dans les plaines côtières et les régions arides du nord, le sol est dominé par des conditions salines, où des niveaux élevés de sels comme le chlorure et le sulfate rendent le sol inhabitable. Dans ces zones, le sel se trouve souvent près de la surface, créant une croûte blanche et dure. En revanche, les plaines de l'intérieur et les régions de sol noir du sud présentaient un profil différent. Ici, le sol est souvent sodique, ce qui signifie qu'il est riche en sodium et possède un pH élevé, ce qui fait que les particules de sol se repoussent et que le sol devient dur et imperméable. Dans ces zones sodiques, le problème de sel est souvent plus profond, caché sous la surface, provoqué par l'utilisation d'eaux souterraines de mauvaise qualité que les agriculteurs ont été contraints d'utiliser pour l'irrigation.

L'étude a également mis en évidence comment la situation a évolué au fil du temps. En comparant leur nouvelle carte détaillée avec les données des années 1990, les chercheurs ont observé une augmentation significative des zones affectées par le sel, particulièrement dans des districts comme Rajkot et Kachchh. Dans certains endroits, la zone affectée a presque doublé. Cette expansion est liée à plusieurs facteurs, notamment l'inondation répétée des terres côtières par l'eau de mer, l'utilisation d'eaux souterraines de mauvaise qualité pour l'irrigation dans les zones intérieures, et un manque de drainage naturel qui piège les sels dans le sol. Les chercheurs ont noté que si certaines zones ont été réhabilitées ou converties en aquaculture, la tendance générale est celle de la dégradation. Le sel ne reste pas sur place ; il se propage vers de nouvelles zones, poussé par les modèles climatiques et les pratiques de gestion de l'eau humaines.

Le résultat le plus précieux de ce travail est sans doute la création d'une base de données numérique qui lie les cartes visuelles aux données chimiques. Cette ressource permet aux planificateurs de voir non seulement où se trouve le sel, mais aussi quel type de sel il est et quelle est sa profondeur. Pour un agriculteur ou un responsable gouvernemental, cette distinction est capitale. Un champ présentant un sel de surface peut être corrigé en le rincant simplement avec de l'eau douce pour évacuer les sels. Un champ avec un sol sodique profond pourrait nécessiter l'application de gypse pour briser la structure dure avant même que l'eau puisse pénétrer. L'étude suggère qu'avec les bonnes stratégies de gestion — telles que l'utilisation de cultures tolérantes au sel, l'amélioration du drainage ou la collecte des eaux de pluie — ces terres dégradées peuvent être ramenées à la productivité. La recherche confirme que même dans les conditions les plus rudes, du Rann de Kachchh aride aux plaines deltaïques du sud, il existe une voie possible, à condition que l'approche soit adaptée à la chimie spécifique du sol.

Cet effort de cartographie complet fait plus que compter les hectares ; il fournit une feuille de route pour l'avenir de l'agriculture au Gujarat. En comprenant la nature précise du problème de salinité, de la croûte de surface aux eaux souterraines profondes, les parties prenantes peuvent prendre des décisions éclairées pour protéger leurs terres et leurs moyens de subsistance. Ce travail démontre que si le défi de la salinité des sols grandit, il n'est pas insurmontable. Avec des données précises et des interventions ciblées, les taches blanches et stériles du Gujarat peuvent être transformées une fois de plus en champs verts et productifs, assurant la sécurité alimentaire et la stabilité de la région. La clé réside dans la capacité à voir clairement la terre, à comprendre sa chimie cachée et à agir avec précision.